[发明专利]适用于SPICE电路仿真的脉冲频率调制器的行为模型

说明书

本发明涉及SPICE行为模型建立、电力电子电路设计和闭环控制仿真领域，尤其是涉及的是一种适用于SPICE电路仿真的脉冲频率调制器的行为模型，该模型利用SPICE程序中的表达式功能建立脉冲频率调制器来模拟脉冲频率调制行为模型，该模型包括第一调制信号电路、第二调制信号电路、第三调制信号电路、第一比较器以及第二比较器。本发明中压控电压源的电压输入端输入的是两个电压信号，一个为与输入脉冲频率调制器的控制频率等值的电压信号，另一个为与输入脉冲频率调制器的苏区时间等值的电压信号，使得该行为模型输出的频率具有可调节性且含有死区时间。

技术领域

本发明涉及SPICE行为模型建立、电力电子电路设计和闭环控制仿真技术领域，尤其是涉及的是一种适用于SPICE电路仿真的脉冲频率调制器的行为模型，用于实现电力电子变换器的SPICE电路闭环控制仿真。

背景技术

脉冲频率调制算法广泛用于LLC和LCC等电力电子谐振变换器的控制中，用于谐振变换器增益的调节。在谐振变换器谐振参数设计时，一般都是采用基波近似方法，在满足增益和软开关要求的前提下，设计谐振变换器参数。但是传统的基波近似方法仅仅在谐振频率附近具有较高的准确度，当开关频率偏离谐振频率后，采用基波近似方法无法计算出谐振变换器准确的增益。因此，当前工业界需要一种能够实现谐振变换器闭环仿真的方法，通过准确的时域仿真，得到不同工作条件和谐振参数下，谐振变换器的增益变化，从而得到正确的谐振参数设计。

为了实现谐振变换器的闭环控制仿真，就迫切需要可用于SPICE电路仿真的脉频调制器的行为模型。然而当前尚没有可用于SPICE电路仿真的脉冲频率调制器行为模型，本发明提出一种输出频率可调节且含死区时间的脉冲频率调制器行为模型，用于谐振变换器等电力电子谐振变换器的SPICE闭环控制仿真。

发明内容

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种适用于SPICE电路仿真的脉冲频率调制器的行为模型，该行为模型的输出频率具有可调节性且含有死区时间，用于谐振变换器等电力电子变换器的SPICE电路闭环控制仿真。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种适用于SPICE电路仿真的脉冲频率调制器的行为模型，该模型利用SPICE程序中的表达式功能建立脉冲频率调制器来模拟脉冲频率调制行为模型，该模型包括第一调制信号电路、第二调制信号电路、第三调制信号电路、第一比较器以及第二比较器。其中，该第一调制信号电路包括第一压控电压源、两个第一电压输入端、两个第一电压输出端，两个该第一电压输入端均与该第一压控电压源的输入端连接，两个该第一电压输出端均与该第一压控电压源的输出端连接，一该第一电压输出端与第一比较器连接，另一该第一电压输出端接地；该第二调制信号电路包括第二压控电压源、两个第二电压输入端、两个第二电压输出端，两个该第二电压输入端均与该第二压控电压源的输入端连接，两个该第二电压输出端均与该第二压控电压源的输出端连接，一该第二电压输出端与第一比较器和第二比较器连接，另一该第二电压输出端接地；该第三调制信号电路包括第三压控电压源、两个第三电压输入端、两个第三电压输出端，两个该第三电压输入端均与该第三压控电压源的输入端连接，两个该第三电压输出端均与该第三压控电压源的输出端连接，一该第三电压输出端与第二比较器连接，另一该第三电压输出端接地。

优选的，该第一电压输入端、该第二电压输入端、该第二电压输入端所输入的电压信号均为第一电压信号和第二电压信号，该第一电压信号为与输入脉冲频率调制器的控制频率等值的电压信号，该第二电压信号为与输入脉冲频率调制器的死区时间等值的电压信号。

优选的，该第一压控电压源用于生成输出脉冲的第一调制信号，该第二压控电压源用于生成输出脉冲的第二调制信号，该第三压控电压源用于生成输出脉冲的第三调制信号。

优选的，该第二调制信号为三角载波调制信号。